Hydrogele können große Mengen Wasser aufnehmen und langsam wieder an ihre Umgebung abgeben. Forscher der Universität für Bodenkultur (Boku) Wien haben nun ein auf natürlichen Rohstoffen basierendes, vollständig biologisch abbaubares Hydrogel entwickelt, das in der Landwirtschaft Pflanzen nicht nur bewässern, sondern auch düngen und die Bodenqualität verbessern kann.

Hydrogele sind aus polymeren Materialien aufgebaut, die aus riesigen Molekülen bestehen. Dem Team um Gibson Nyanhongo ist es gelungen, ein auf dem Ausgangsmaterial Holz basierendes Hydrogel zu entwickeln, das außergewöhnlich hohe Wassermengen speichern kann. Die Forscher gewinnen das Material vollständig aus natürlichen Rohstoffen. "Das Hydrogel wird aus Lignin synthetisiert", erklärte Nyanhongo. Lignin steckt in allen verholzten Pflanzen. Es handelt sich dabei um Biopolymere, die in die pflanzliche Zellwand eingelagert werden und dadurch die Verholzung der Zelle bewirken.

Potentes Speichermedium

Mit diesem Hydrogel vermischte Böden können bis zu 95 Prozent des eingehenden Wassers aufnehmen und so bis zu 40 Prozent an Bewässerung einsparen, so die Wissenschafter. Indem das Material das Wasser etwa aus Regenfällen speichert, könne Dürren entgegengewirkt und unregelmäßige Wasserversorgung bewältigt werden. Selbst Sandböden könnten damit bewirtschaftet werden.

"Im Gegensatz zu herkömmlichen Hydrogelen ist unser innovatives Produkt vollständig biologisch abbaubar und verbessert zudem die Bodenqualität in Durchlässigkeit, Dichte, Struktur, Textur und Humusgehalt", erklärte Nyanhongo. Das Material kann darüber hinaus auch Dünger oder Pflanzenschutzmittel speichern, so deren Effektivität und Effizienten erhöhen und damit die Umweltbelastung verringern.

Für die Boku hat das Hydrogel das Potenzial, weltweit die Landwirtschaft zu verändern. Global seien drei Viertel der Landwirte völlig von Regenfällen abhängig. Doch die globale Erwärmung führe zu unregelmäßigen Niederschlagsmustern, Dürreperioden, Wüstenbildung und der Verlust von Ackerland und beeinträchtige damit die Lebensgrundlage der Landwirte.

Die Forscher haben ihr Biohydrogel, das in trockener Form als Granulat oder Pulver vorliegt, patentiert und suchen nach interessierten Unternehmen für die Vermarktung. (red, APA, 4.6.2020)